(57)【要約】【課題】  キャリッジレール上に付着したインクや汚れを効果的に除去することにより、メンテナンスフリーな機械を提供する。【解決手段】  レール上の汚れをキャリッジモータの駆動電流をモニターし、一定以上の汚れがあると判断した場合には、スキャン動作と回転動作を複合したクリーニングモードにより、必要な箇所に効果的なレール清掃を行う。【選択図】  図６
2010105274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して記録を行う記録ヘッドと、
前記記録ヘッドが搭載されて往復移動するキャリッジと、
前記キャリッジを走査させるためのガイドシャフトと、
前記ガイドシャフトを回転させるための回転手段と、
前記ガイドシャフトを清掃するクリーナ手段を備え、
前記ガイドシャフトを回転させながら、前記キャリッジをスキャンさせることにより、キャリッジの走査レールのクリーニングを行なうことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
記録媒体に対して記録を行う記録ヘッドと、
前記記録ヘッドが搭載されて往復移動するキャリッジと、
前記キャリッジを走査させるためのガイドシャフトと、
前記ガイドシャフトを清掃するクリーナ手段と、
前記ガイドシャフトの汚れを検出する手段を備え、
汚れを検出した付近でキャリッジを往復動作させてキャリッジの走査レールのクリーニングを行うことを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記ガイドシャフトの汚れを検出する手段として、
前記キャリッジを駆動するためのモータ電流値の変動をモニターすることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録媒体を搬送する搬送手段と、画像を記録する記録手段と、前記記録手段を搭載するキャリッジとを備えた画像形成装置に関するものである。特には、キャリッジの走査レールの効果的な清掃を行うことが可能なインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にインクジェット記録装置は、ノズルから記録紙に対してインクを吐出することにより記録を行う記録装置であり、ノズルから吐出されるインクを形成するためのヘッドと、そのヘッドを乗せて動くキャリッジと、ヘッドに対してインクを供給する供給系とから構成されている。上述したようなインクジェット記録装置は高速な印字や、様々なメディアに印字が可能であるためプリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機等に利用されている。
【０００３】
近年のインクジェット記録装置は、高速かつ高画質、高耐久性であることが求められており、これに応じてキャリッジの駆動や位置を検出する機構も、高い精度が求められてきている。一般的にキャリッジは２本のガイドシャフトやガイドレールなどによって支持され、１本がキャリッジの位置決め、もう１本が回転止めの目的で用いられ、これらガイド部材に沿って動作を行うことで前記メディアとの距離を適正に保ち、高い印字精度を満足させることができる。
【０００４】
また、高画質化を支える技術の一つとしてインクの小液滴化がある。記録媒体上で粒状として視認されにくく、より緻密に色を再現するためにも、媒体上のインクは小さいことはメリットが多い。
【０００５】
しかしながら小液滴のインクは媒体に定着させるまでが難しく、媒体上にたどりつく前に失速し浮遊物となってしまったり、往復動作を行っているキャリッジが引き起こす風の流れに乗って吹き飛んでしまったり、といったことが起こりやすい。このようにして媒体上に定着することのなかったインク滴は、記録装置内を漂い、時には外装などに、そして時にはギアやカム、そしてシャフトといった精度の支えになる部品に付着してしまう。
【０００６】
特にキャリッジのガイドシャフトに付着した場合、シャフト上でインクが固着してしまうと、高精度で動作しているキャリッジも負荷変動や異物に激突した変化に耐えられず、精度が狂い、完成した記録物の画質の乱れを引き起こしてしまう。
【０００７】
このようなことを防ぐために、従来は内径がステップ状の軸受けなどを用い、軸受けの接触面の面圧を上げ、シャフト面の付着物を高い面圧で削ぎ落としたり、接触面以外の部分に押し出していた。また、主走査方向で否印字域に汚れを移動させるクリーニングモードの提案（特許文献１参照）や積極的にレール上から書き落とすためのクリーニング部材を本体に配置した提案（特許文献２参照）もなされている。
【０００８】
更に、専用のクリーナ部材を前記キャリッジに配置して常時清掃を行いながら、レールやシャフトの汚れを防止することを行う装置や、そのクリーナも長寿命を図るためにユーザが手軽に交換可能な構成とするもの存在する。
【０００９】
一方インクジェットプリンタは、非接触型の記録手段であることから、被記録材として様々なものが提案されてきている。その中には、ＣＤ−ＲやＤＶＤやカードのように小型で厚みのある被記録材がある（以下、まとめてコンパクトディスク又はＣＤと表現する）ものも増えてきた。これらに対応する１つの手段として、適正なギャップを確保するために、記録ヘッドが搭載されているキャリッジを支持するガイドシャフトを、キャリッジ昇降モータにより上昇させる方法がある。（特許文献３参照）
【特許文献１】特開２００１−２７７６５５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９３５２１号公報
【特許文献３】特開２００４−４２３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら更なる少液滴化、高速化やインク種の変更などにより、従来のクリーニング手段では十分な清掃を行うことができないのが現状である。また、長時間プリンタを使用しないで放置した場合には、インクが増粘してしまうため、更に厳しい状態となってしまってしまい、軸受けとシャフトの間に蓄積物が入って詰まり、キャリッジがまったく動けなくなってしまう。
【００１１】
そこで本発明の目的は、有効的なクリーニングモードを提案することにより、装置停止に至る前に効果的にレール清掃を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで本発明では、記録媒体に対して記録を行う記録ヘッドと、前記記録ヘッドが搭載されて往復移動するキャリッジと、前記キャリッジを走査させるためのガイドシャフトと、
前記ガイドシャフトを回転させるための回転手段と前記ガイドシャフトを清掃するクリーナ手段を備え、前記ガイドシャフトを回転させながら、前記キャリッジをスキャンさせることにより、キャリッジの走査レールのクリーニングを行なうことを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００１３】
また、記録媒体に対して記録を行う記録ヘッドと、前記記録ヘッドが搭載されて往復移動するキャリッジと、前記キャリッジを走査させるためのガイドシャフトと、前記ガイドシャフトを清掃するクリーナ手段と、前記ガイドシャフトの汚れを検出する手段を備え、
汚れを検出した付近でキャリッジを往復動作させてクリーニングを行うことを特徴としたインクジェット記録装置である。
【００１４】
前記ガイドシャフトの汚れを検出する手段として、前記キャリッジを駆動するためのモータ電流値の変動をモニターすることを特徴とするインクジェット記録装置である。
【発明の効果】
【００１５】
キャリッジレール上に付着したインクや汚れを効果的に除去するクリーニングモードを有することにより、メンテナンスフリーな機械を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
最初に、本発明の一実施形態に係るプリンタに関して説明を行う。
【００１９】
図１は本発明を適用したインクジェット記録装置の本体部分斜視図である。
【００２０】
プリンタ本体１の正面には、被プリント媒体がロール状に巻かれたロール紙Ｓがあり、一旦用紙は本体内に取り込まれ、Ｕターンして手前に印刷されて出てくるような紙搬送経路となっている。図１はフロントカバーを開いた状態であり、内部の様子をみることができる。内部にはプリントヘッド（不図示）を搭載したキャリッジ２があり、レール３に沿って矢印Ａ、Ｂ方向に往復移動しながら印刷を行う。又、用紙（不図示）は矢印Ｃ方向に搬送される。用紙は一定量Ｃ方向に搬送され一旦停止し、キャリッジが矢印Ａ，矢印Ｂ方向に移動しながら用紙搬送量分だけの印字を行う。これを繰り返し行うことで、プリントを行っていくものである。このような形態のプリント方式は、一般的にはシリアルプリンタと呼ばれる。
【００２１】
次に、上記実施例のプリント部に用いられるインクジェットヘッドの吐出原理について説明する。インクジェットヘッドは、一般に微細な液体吐出口（オリフィス）、液路（インク路）およびこの液路の一部に設けられるエネルギー作用部と、該作用部にある液体に作用させる熱エネルギーを発生するエネルギー発生素子とを備えている。キャリッジに対しは、交換可能に設けられるものである。
【００２２】
このようなエネルギーを発生する他のエネルギー発生素子としては、ピエゾ素子等の電気機械変換体を用いたもの、レーザ等の電磁波を照射して、そこにある液体に吸収させて発熱させ、該発熱による作用で液滴を吐出、飛翔させるようにしたもの等が知られている。その中でも上記実施例のように電気熱変換素子が発生する熱エネルギーによって液体を吐出させる方式は、インクジェットヘッドの液体吐出口（オリフィス）を高密度に配列することができるために高解像力のプリントを行うのに適している。
【００２３】
電気熱変換素子を用いたインクジェットヘッドは、全体的なコンパクト化も容易である。又、最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用できる。そのため、長尺化および面状化（２元化）が容易であること等から、マルチノズル化、高密度実装化が容易で、しかも大量に生産性よく、製造コストも廉価なものを提供することが可能である。
【００２４】
このようにエネルギー発生手段に電気熱変換素子を用い、半導体製造プロセスを経て製造されたインクジェット用ヘッドは、一般には次のようなものである。各インク吐出口に対応した液路を設け、該液路ごとに該液路を満たす液体に熱エネルギーを作用させる。各インク吐出口には、飛翔用液滴を形成する手段としての電気熱変換素子が設けられ、各液路には、各液路に連通している共通液室から液体が供給される構造となっている。
【００２５】
その他、詳細なインクジェット技術に関しては周知のことであり、当業者には容易に理解できると思われるため省略する。
【００２６】
図２はキャリッジ２及びレール３を詳細に示した斜視図である。キャリッジ内には上述したインクジェットヘッド５、レールクリーナ４、印字制御を行う電気基板６が主に搭載されている。レールクリーナ４はユーザが交換可能なように容易に着脱可能となっている。矢印Ａ，矢印Ｂは図１と同方向を示す。
【００２７】
図３はクリーナ４単品の斜視図である。クリーナ４はフェルト材を用いた、クリーナ部４２及びその保持部材４１で構成されており、上述したようにユーザ交換可能なための取手部４３ａ、４３ｂで構成される。
【００２８】
図４はヘッドと被印字媒体の距離を変化させるための機構を示したものである。
【００２９】
近年、ＣＤやＤＶＤといった厚みのある記録媒体に対応するため、キャリッジ２と記録媒体との距離は一定ではなく、記録媒体に応じて可変できるようにする必要が出てきた。この可変機構の多くは、図４に示すようにレール３の端部に偏芯カム７を配置し、シャフト３を回転させることでその偏芯量の差によってキャリッジ２を所定の位置まで昇降させるというものである。具体的に説明するため、図４（１）図４（２）を示す。図４（１）は本体左側、図４（２）は本体右側を示している。レール両端には編芯カム７が配置しており、図４（２）に示すように、レール３を回転駆動するための駆動機構８が本体右側には配置されている。レール３は、バネ部材９（両側に配置）により下奥側に常に付勢されており、編芯カム７との連動によってレール位置を昇降できるようになっている。レール３は駆動手段８により、矢印Ｄ方向に回転する。その際、編芯カム７も同時に回転し、カム支持台１０により反力を受けて昇降する。
【００３０】
次に図５により、キャリッジ２の駆動制御について説明する。図５はキャリッジ２を駆動するためのブロック図である。キャリッジ２の駆動源であるキャリッジモータ２１（以下「ＣＲモータ」という）の出力軸には駆動プーリ２７が取り付けられ、この駆動プーリ２７と従動プーリ（不図示）との間には、駆動ベルト２２が掛架されている。この駆動ベルト２２によってＣＲモータ２１の駆動力がキャリッジ２に伝えられ、キャリッジ２は主走査方向（矢印Ａ，Ｂ）に移動可能となっている。キャリッジ２の位置は、所定の間隔にスリットが形成されたリニアスケール２４をエンコーダセンサー２３で読み取ることで検出される。
【００３１】
キャリッジの駆動制御装置２６は、プリンタ１の主制御部から送られる印字情報、紙送り情報ならびにエンコーダセンサー２３からのキャリッジの位置情報等を受信し、ＣＲモータドライバー２５を制御する。ＣＲモータドライバー２５は、与えられた情報に基づいて、ＣＲモータ２１に駆動電流を送り、ＣＲモータ２１を駆動する。ＣＲモータにはＤＣモータを用いており、ＣＲの駆動負荷に応じてＣＲ駆動電流が変化する。この電流値をモニターすることで、摺動負荷の予測が可能となる。
【００３２】
次に、本発明における特徴的な部分について図６を用いて説明する。
【００３３】
本発明の画像形成装置では、レール３の汚れによるＣＲ摺動負荷の変動を、ＣＲモータの駆動電流をモニターすることで検出し、所定の閾値を超えた場合には、特別なクリーニング動作を行うことを特徴とする。具体的なシーケンスを図６に示す。初めに特別なクリーニングモードが必要かどうかを検出するために、キャリッジをホームポジションから反ホームポジション側に走査を行う。この際、ＣＲモータ２１の駆動電流値をモニターする。ここで、閾値を超えた電流値がモニターされずに、反ホームポジションまで移動した場合には、ＣＲレールの汚れは検出されなかったとみなし、正常終了する。モニターされた電流値が閾値レベル以上である場合には、クリーニングモードに入る。まず、定常的に閾値を超えていないことを確認するため、前回と同じ主走査位置であるかを判断する。これは、クリーニングしても回復しない場合に無限ループに陥ることを防止するためである。一般的には、クリーニングが正常に行われている場合や、クリーナ４が所定の間隔で交換されている場合にはこのようなことはない。そして、まずキャリッジの摺動負荷が増大している箇所を記憶する。そして、図４で説明したレール駆動手段８を使用して、レール３を回転させる。この状態で所定回数キャリッジを往復運動させる。従来までのクリーニング手段は、クリーナ表面とレール表面の位置関係が変ることがなく、１方向のみの清掃であった。これに対し、本発明では回転動作とスキャン動作を同時に行うことができるため、複合動作のレール清掃であると言える。つまりこれは、回転動作とスキャン動作を連動させることにより、摺動面（クリーニング面）が替わるだけでなく、クリーナ部材であるフェルト繊維と汚れ成分である堆積物がからみ合うことにより清掃性能が向上するためである。スキャン回数としては１０回往復程度の清掃で十分である。その後、ガイドシャフトの回転を停止し、回復程度を確認するために再度摺動負荷のモニターを行う。つまりキャリッジをホームポジションから反ホームポジションへ駆動電流値をモニターしながら、移動させる上述のシーケンスに戻る。これらのクリーニングシーケンスを行っても、前回清掃した場所で駆動電流値が閾値を超える場合には、エラー停止とする。この場合には、クリーナ交換を促したり、サービスマンコールとなる。
【００３４】
上記説明したクリーニングシーケンスは、電源ＯＮ時には自動的に、連続運転を行った場合は印字デューティによって定期的に行われる。
【００３５】
以上、説明したようにスキャン動作と回転動作という複合動作によるクリーニングを、汚れの状態に合せて必要な箇所に行うことができるため、効果的なレール清掃が実施でき、メンテナンスフリーな機械を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】画像形成装置本体を説明するための部分本体斜視図である
【図２】キャリッジを説明するための斜視図である
【図３】クリーナ構成を説明するための斜視図である
【図４】偏芯カムを用いたキャリッジの昇降プロセスを示した斜視図である
【図５】キャリッジ駆動に関するブロック図である
【図６】クリーニングシーケンスを説明するシーケンスフロー図である
【符号の説明】
【００３７】
１  プリンタ本体
２  キャリッジ
３  キャリッジレール
４  クリーナ
５  ヘッド
７  編芯カム
８  レール駆動手段
２１  キャリッジモータ
２３  エンコーダセンサー
２４  リニアスケール
２５  ＣＲモータドライバー
２６  制御装置
４１  クリーナホルダー
４２  フェルト
Ｓ  被プリント媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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